電氣控制與plc結(jié)課論文

1、電氣控制與PLC 結(jié) 課 論 文目錄1.可編程序控制器（PLC）31.1 PLC的產(chǎn)生31.2 PLC的基本特點(diǎn)31.3 PLC的主要功能31.4 PLC的硬件組成31.5 PLC的工作原理41.6 PLC的編程基礎(chǔ)42.S7-200介紹42.1 S7-200的編程原件42.2 S7-200的編程語(yǔ)言42.3 S7-200的基本指令43.基于S7-200的交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)53.1實(shí)驗(yàn)原理53.2實(shí)驗(yàn)方案53.3實(shí)驗(yàn)流程53.4實(shí)驗(yàn)步驟63.4.1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備63.4.2實(shí)驗(yàn)接線原理及功能圖63.4.3實(shí)驗(yàn)仿真73.4.4實(shí)驗(yàn)代碼83.4.5程序調(diào)試133.4.6實(shí)物連接143.5結(jié)果分析143.6實(shí)

2、驗(yàn)總結(jié)144.課程總結(jié)141.可編程序控制器（PLC）1.1 PLC的產(chǎn)生 可編程序控制器簡(jiǎn)稱PC，在它發(fā)展的初期，主要用來(lái)取代繼電器接觸器控制系統(tǒng)，即用于開關(guān)量的邏輯控制系統(tǒng)，因此，可編程序控制器也成可編程序邏輯控制器，簡(jiǎn)稱PLC。 1969年，DEC公司研制成功第一臺(tái)PLC，型號(hào)為PDP-14，1971年，日本從美國(guó)引進(jìn)了這項(xiàng)技術(shù)由日立公司研制出第一臺(tái)PLC，型號(hào)為DSC-8,1973-1974年，法國(guó)和德國(guó)也相繼研制出了自己的PLC。1974年，我國(guó)開始引進(jìn)，研制，1977年開始工業(yè)應(yīng)用，但僅僅是初步認(rèn)識(shí)與消化階段。1.2 PLC的基本特點(diǎn) 當(dāng)今，PLC之所以得到迅速發(fā)展，是由于它具備了

3、許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，能較好的解決工業(yè)控制領(lǐng)域普遍關(guān)心的可靠，抗干擾，安全，靈活，方便及經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題，PLC的主要特點(diǎn)如下：（一） 可靠性極高，抗干擾能力很強(qiáng) （二） 編程簡(jiǎn)單，使用方便（三） 功能齊全，通用性強(qiáng)，靈活性好（四） 設(shè)計(jì)安裝容易，維護(hù)工作量?。ㄎ澹?體積小，耗能低，便于機(jī)電一體化（六） 聯(lián)網(wǎng)方便，便于系統(tǒng)集成，性價(jià)比高1.3 PLC的主要功能 隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，它與3C技術(shù)逐漸融為一體，PLC已從原先的小規(guī)模的單機(jī)開關(guān)量控制，發(fā)展到包括過(guò)程控制，運(yùn)動(dòng)控制等場(chǎng)合的所有控制領(lǐng)域，能組成工廠自動(dòng)化的PLC綜合控制系統(tǒng)，PLC的主要功能有，開關(guān)量邏輯控制，模擬量控制，數(shù)字量控制機(jī)器人控制

4、，分布式控制系統(tǒng)，監(jiān)控功能等其他功能。1.4 PLC的硬件組成從廣義上講，PLC是一種特殊的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，只不過(guò)比一般的計(jì)算機(jī)具有更強(qiáng)的與工業(yè)過(guò)程相連接的接口和更直接的適用于控制要求的編程語(yǔ)言。所以PLC系統(tǒng)與微機(jī)控制系統(tǒng)十分相似。 PLC的基本組成（最小系統(tǒng)）由以下四部分組成：（1）中央處理單元（CPU）（2）存儲(chǔ)器（RAM、ROM）（3）輸入輸出電源（I/0接口）（4）電源（開關(guān)式穩(wěn)壓電源）1.5 PLC的工作原理PLC采用了循環(huán)掃描的的工作方式，即在每一次循環(huán)掃描中采樣所有的輸入信號(hào)，隨后轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行，最后把程序執(zhí)行結(jié)果輸出去控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備。 PLC在運(yùn)行時(shí)，其內(nèi)部要進(jìn)行一系列操作，大

5、致包括初始化處理、系統(tǒng)自診斷、通信與外設(shè)服務(wù)、采樣輸入信號(hào)、執(zhí)行用戶程序、輸出刷新6個(gè)方面的內(nèi)容。1.6 PLC的編程基礎(chǔ) 目前各種類型的PLC，一般都同時(shí)具備兩種及兩種以上的編程語(yǔ)言，而且大多數(shù)PLC都同時(shí)具備和使用LAD語(yǔ)言和STL語(yǔ)言LAD與繼電器控制電路圖類似，容易掌握，各種PLC均將其作為第一語(yǔ)言。STL又稱助記符語(yǔ)言或指令表語(yǔ)言，容易記憶和掌握，比梯形圖語(yǔ)言更能編制復(fù)雜的，功能多的程序。 2.S7-200介紹2.1 S7-200的編程原件 PLC在其系統(tǒng)軟件的管理下，講將用戶程序存儲(chǔ)器劃分出若干個(gè)區(qū)，并賦予這些區(qū)不同的功能，分別稱為輸入繼電器（I），輸出繼電器（Q），輔助繼電器（M

6、），變量寄存器（V），定時(shí)器(T)，計(jì)數(shù)器（C），數(shù)據(jù)寄存器等。在PLC內(nèi)部，并不真正存在這些實(shí)際的物理器件，與其對(duì)應(yīng)的只是存儲(chǔ)器中的某些存儲(chǔ)單元。2.2 S7-200的編程語(yǔ)言 PLC為用戶提供了完整的編程語(yǔ)言，以適應(yīng)編制用戶程序的需要。PLC提供的編程語(yǔ)言通常有梯形圖，指令表，順序功能流程圖和功能塊圖等。2.3 S7-200的基本指令在S7-200中，位邏輯指令是最為重要的，它是其他所有指令應(yīng)用的基礎(chǔ)。位邏輯指令包括標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令，輸出指令，置位和復(fù)位指令，立即觸點(diǎn)指令，立即輸出指令，立即置位和立即復(fù)位指令，邏輯堆棧指令，上升沿檢測(cè)指令和下降沿檢測(cè)指令，非指令，置位優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器指令和復(fù)位

7、優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器指令以及空操作指令。 定時(shí)器是PLC中最常見的原件之一，用以實(shí)現(xiàn)時(shí)間的控制。 計(jì)數(shù)器利用輸入脈沖上升沿累計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中用來(lái)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)或完成復(fù)雜的邏輯控制任務(wù)。3.基于S7-200的交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)3.1實(shí)驗(yàn)原理 PLC采用周期性循環(huán)掃描的工作方式，對(duì)每一個(gè)周期按照要求進(jìn)行按部就班的做完全相同的工作，從始至終進(jìn)行五個(gè)過(guò)程：內(nèi)部處理，通信操作，輸入處理，程序執(zhí)行，輸出處理。3.2實(shí)驗(yàn)方案通過(guò)PLC與計(jì)算機(jī)的通信連接，模擬十字路口紅綠燈的交通燈，方案如下： 當(dāng)按下起動(dòng)按鈕，信號(hào)燈系統(tǒng)開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮，當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，所有信號(hào)燈都熄滅。 南北紅綠燈亮7

8、.5S，在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮，并維持5S，到5S時(shí)，東西綠燈熄滅，在東西綠燈熄滅時(shí)，東西黃燈閃亮，并維持2.5S，到2.5S時(shí)，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時(shí)南北紅燈熄滅，綠燈亮。 東西紅燈亮維持6.5S，南北綠燈亮維持4S，然后熄滅，同時(shí)南北黃燈閃亮，維持2.5S后熄滅，這時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮，周而復(fù)始。檢修參數(shù)通信連接3.3實(shí)驗(yàn)流程 硬件軟件根據(jù)控制要求分配I/O設(shè)計(jì)繪制接線原理圖設(shè)計(jì)順序功能圖梯形圖程序程序輸入與調(diào)試3.4實(shí)驗(yàn)步驟3.4.1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備S7-200CPU224一臺(tái)，PC/PPI編程電纜，裝有STEP7-Micro/WIN V4.0編程軟件的計(jì)算機(jī)一臺(tái)，電源線，細(xì)

9、電線，螺絲刀，尖嘴鉗。3.4.2實(shí)驗(yàn)接線原理及功能圖 PLC系統(tǒng)接線原理圖 實(shí)現(xiàn)功能圖3.4.3實(shí)驗(yàn)仿真線纜接好之后，與計(jì)算機(jī)通信連接，將程序輸入編譯之后，下載進(jìn)PLC運(yùn)行3.4.4實(shí)驗(yàn)代碼將程序模塊化的設(shè)計(jì)進(jìn)行梯形圖繪制，代碼如下：手動(dòng)起動(dòng)觸電建立BEGINNetwork 1 LD SM0.1O I0.0S S0.0, 1手動(dòng)關(guān)閉狀態(tài)建立Network 2 LD I0.1O M0.0AN I0.0= M0.0初始步開始（起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)換至南北紅與東西綠）Network 3 LSCR S0.0Network 4 LD I0.0SCRT S0.1SCRT S0.4SCRT S0.7SCRT S1.1

10、Network 5 SCRE南北紅開始，延時(shí)結(jié)束跳轉(zhuǎn)至南北綠Network 6 LSCR S0.1Network 7 LD T37SCRT S0.2Network 8 SCRE南北綠開始，延時(shí)結(jié)束跳轉(zhuǎn)至南北黃Network 9 LSCR S0.2Network 10 LD T38SCRT S0.3Network 11 SCRE南北人行道紅燈開始，延時(shí)結(jié)束跳轉(zhuǎn)至南北人行道綠Network 12 LSCR S0.7Network 13 LD T43SCRT S1.0Network 14 SCRE東西綠開始，延時(shí)結(jié)束跳轉(zhuǎn)至東西黃Network 15 LSCR S0.4Network 16 LD T4

11、0SCRT S0.5Network 17 SCRE東西黃開始，延時(shí)結(jié)束跳轉(zhuǎn)至東西紅Network 18 LSCR S0.5Network 19 LD T41SCRT S0.6Network 20 SCRE東西人行道綠燈開始，延時(shí)結(jié)束跳轉(zhuǎn)至東西紅Network 21 / 東西綠燈LSCR S1.1Network 22 LD T45SCRT S1.2Network 23 SCRE南北黃與南北人行道綠以及東西紅與東西人行道紅延時(shí)同時(shí)閉合時(shí)若手動(dòng)停止，則初始化若未停止，則轉(zhuǎn)換到南北紅與東西綠Network 24 LD T39A T44A T46A T42LPSA M0.0S S0.0, 1LRDAN

12、M0.0S S0.1, 1S S0.4, 1S S0.7, 1S S1.1, 1LPPR S0.3, 1R S0.6, 1R S1.0, 1R S1.2, 1南北紅7.5S綠4S黃2.5S延時(shí)Network 25 LD S0.1= Q0.0TON T37, 75Network 26 LD S0.2= Q0.1TON T38, 40Network 27 LD S0.3TON T39, 25AN SM0.5= Q0.2東西綠5S黃2.5S紅6.5S延時(shí)Network 28 LD S0.4= Q0.4TON T40, 50Network 29 LD S0.5TON T41, 25A SM0.5= Q

13、0.5Network 30 LD S0.6TON T42, 65= Q0.3南北人行道紅7.5S綠6.5S延時(shí)Network 31 LD S0.7= Q0.6TON T43, 75Network 32 LD S1.0= Q0.7TON T44, 6東西人行道綠7.5S紅6.5S延時(shí)Network 33 LD S1.1= Q1.0TON T45, 75Network 34 LD S1.2= Q1.1TON T46, 653.4.5程序調(diào)試將生成好的代碼進(jìn)行編譯，直到錯(cuò)誤為0，將程序下載至PLC觀察對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)的模擬情況，直到與預(yù)想情況相符。3.4.6實(shí)物連接 3.5結(jié)果分析測(cè)試過(guò)程中遇到了燈的常亮不

14、滅，常閃不滅，無(wú)法置位等問(wèn)題，都在經(jīng)過(guò)多次反復(fù)的調(diào)試與接線，達(dá)到了預(yù)想中的效果，成功的讓各個(gè)模擬觸點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的燈的亮滅與方案中時(shí)間與步進(jìn)過(guò)程相吻合。3.6實(shí)驗(yàn)總結(jié) 經(jīng)過(guò)這為期一個(gè)多星期的學(xué)習(xí)與練習(xí)，已經(jīng)初步掌握了PLCS7-200的使用方法，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)習(xí)之后才發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)的成果并不是最重要的，最重要的是在學(xué)習(xí)的過(guò)程中掌握這門技術(shù)的思想，只要掌握了思想，融會(huì)貫通其余的內(nèi)容就顯得并不困難，其次就是，在掌握的同時(shí)，鍛煉自己的品行，學(xué)會(huì)耐心與粗心，把自己浮躁的心沉淀下來(lái)，能夠認(rèn)認(rèn)真真去完成一項(xiàng)對(duì)自己具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。4.結(jié)課總結(jié) PLC的設(shè)計(jì)尤其是對(duì)于程序的編寫總的來(lái)說(shuō)就是一個(gè)反復(fù)試驗(yàn)的過(guò)程，每完成一個(gè)子程序就試驗(yàn)其能否達(dá)到預(yù)期的目的，若沒(méi)有達(dá)到，就根據(jù)軟件的能量流動(dòng)態(tài)圖與硬件的直觀反映找出問(wèn)題之所在，直到成功為止，然后繼續(xù)進(jìn)行下一個(gè)子程序的檢測(cè)與